Innehåll
- Celler: Prokaryoter kontra eukaryoter
- Energibearbetningsorganeller: Mitokondrier och kloroplaster
- Kloroplasters struktur och funktion
- Struktur och funktion av mitokondrier
Beroende på var du befinner dig i din egen livsvetenskapsutbildning kanske du redan vet att celler är de grundläggande strukturella och funktionella komponenterna i livet. Du kanske också är medveten om att celler i mer komplexa organismer som dig själv och andra djur är mycket specialiserade och innehåller en mängd fysiska inneslutningar som utför specifika metaboliska och andra funktioner för att hålla förhållandena inom cellen gästvänliga till livet.
Vissa komponenter i cellerna från "avancerade" organismer kallas organeller har förmågan att agera som små maskiner och ansvarar för att utvinna energi från de kemiska bindningarna i glukos, den ultimata näringskällan i alla levande celler. Har du någonsin undrat vilka organeller som hjälper till att förse celler med energi, eller vilka organeller som är mest involverade i energitransformationer i celler? Om så är fallet, träffa mitokondrier och den kloroplast, de viktigaste evolutionära prestationerna av eukaryota organismer.
Celler: Prokaryoter kontra eukaryoter
Organismer i domänen prokaryota, som inkluderar bakterier och arkéer (tidigare kallade "archaebacteria"), är nästan helt ensamma och måste, med få undantag, få all sin energi från glykolys, en process som sker i cellcytoplasma. De många flercelliga organismerna i Eukaryota domän har emellertid celler med inneslutningar som kallas organeller som utför ett antal dedikerade metaboliska och andra vardagliga funktioner.
Alla celler har DNA (genetiskt material), a cellmembranet, cytoplasman ("goo" som utgör det mesta av cellämnet) och ribosomer, som gör proteiner. Prokaryoter har vanligtvis lite mer för dem än detta, medan eukaryota celler (planer, djur och svampar) är de som skryter med organeller. Bland dessa är kloroplaster och mitokondrier, som är involverade i att uppfylla deras modercells energibehov.
Energibearbetningsorganeller: Mitokondrier och kloroplaster
Om du vet något om mikrobiologi och ges en mikrofotografi av en växtcell eller en djurcell, är det inte riktigt svårt att göra en utbildad gissning på vilka organeller som är involverade i energiomvandling. Både kloroplaster och mitokondrier är upptagna strukturer med massor av total membranyta som ett resultat av noggrann vikning och ett "upptaget" utseende totalt sett. Med andra ord är det tydligt att dessa organeller gör mycket mer än bara lagra råmaterial.
Båda dessa organeller tros dela samma fascinerande evolutionära historia, vilket bevisas av det faktum att de har sitt eget DNA, separerat från det i cellkärnan. Mitokondrier och kloroplaster tros ursprungligen ha varit fristående bakterier i sig själva innan de var uppslukade, men inte förstörda, av större prokaryoter ( endosymbiont teori). När dessa "ätna" bakterier visade sig tjäna viktiga metaboliska funktioner för de större organismerna och omvänt, en hel del av organismer, Eukaryota, föddes.
Kloroplasters struktur och funktion
Eukaryoter deltar alla i cellulär respiration, som inkluderar glykolys och de tre grundläggande stegen för aerob andning: broreaktionen, Krebs-cykeln och reaktionerna i elektrontransportkedjan.Växter kan emellertid inte få glukos direkt från miljön för att matas in i glykolys, eftersom de inte kan "äta"; istället gör de glukos, ett sexkolsocker, från koldioxidgas, en tvåkolförening, i organeller som kallas kloroplast.
Kloroplaster är där pigmentet klorofyll (som ger växter deras gröna utseende) lagras, i små säckar tylakoider. I tvåstegsprocessen av fotosyntes, växter använder ljusenergi för att generera ATP och NADPH, som är energibärande molekyler, och använder sedan denna energi för att bygga glukos, som sedan är tillgänglig för resten av cellen samt lagrar i form av ämnen som djur kan så småningom äta.
Struktur och funktion av mitokondrier
Energiförädlingen i växter till slut är i grunden densamma som i djur och de flesta svampar: Det ultimata "målet" är att bryta ned glukos till mindre molekyler och extrahera ATP i processen. Mitokondrier gör detta genom att fungera som "kraftverk" för celler, eftersom de är platserna för aerob andning.
I den avlånga, "fotbollsformade" mitokondrierna omvandlas pyruvat, huvudprodukten av glykolys, till acetyl CoA, skickas in i det inre av organellen för Krebs-cykeln och flyttas sedan till mitokondriell membran för elektrontransportkedjan. Sammantaget adderar dessa reaktioner 34 till 36 ATP till de två ATP som alstras från en enda glukosmolekyl endast i glykolys.